CN104279140B - 低温泵法兰 - Google Patents

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Abstract

一种用于泵的法兰包括第一面和第二面以及从所述第一面向所述第二面延伸的用于工艺流体管的通道。所述通道包括具有第一直径的第一部分和具有大于所述第一直径的第二直径的第二部分。当所述工艺流体管延伸穿过所述通道时，在所述通道的所述第二部分的内壁与所述工艺流体管之间存在间隙。与所述第二直径等于所述第一直径的布置相比，所述间隙增加所述工艺流体管与所述法兰之间的热阻，从而减少所述泵的暖端的冷却。

Description

低温泵法兰
技术领域
本申请涉及一种用于减少低温泵组件的法兰周围的湿气的冷凝、霜与冰的聚积以及泵驱动装置的冻结的布置，所述冻结可能另外通过流过所述法兰的低温流体引起。
背景技术
当气体以液化形式储存时，可以以高得多的密度来储存。与以气体形式储存的压缩气体相比，如果气体在其沸点以下或沸点(如对于天然气的典型掺混物，在约-161.5℃以下)以液化形式储存，那么就可以在相对低的压力下储存气体。在本公开中，“低温”用于描述处在这类低的温度下流体和如“低温泵”的设备，其被设计来在低温下操纵低温流体。
已知低温泵是用于从绝热储存容器输送低温流体。这类低温泵具有本文中称为“冷端”的浸入所述低温流体中的部分。通常，低温流体是靠重力从泵送低温流体的地方馈送到贮槽中，或冷端可以包括被安置在由储存容器本身所界定的致冷剂空间内的泵组件。用于这种低温泵的驱动装置在本文中称为“暖端”，并且它通常位于储存容器外部以避免从驱动装置向由储存容器界定的致冷剂空间中引入热量。暖端通常也与冷端和从储存容器伸出的输送管相间隔地分开定位和/或与它们绝热，以便防止驱动装置中的冻结，特别是在驱动装置是使用液压流体压力来致动低温泵的液压驱动机时如此。
由于用于安装燃料系统的空间有限，在车辆应用中往往存在空间限制，并且因此优选更紧凑的布置。因此，将驱动装置固定在密封开口的法兰上或靠近法兰固定是有利的，泵组件是穿过所述开口来安装。此外，希望减少致冷剂空间与周围环境之间的传热路径的数目，因此优选使输送管穿过相同的法兰。然而，这可能导致液压驱动机中的液压流体冻结。
申请人已设计并商品化了一种不同类型的低温泵，其包括与泵组件整合的汽化器，如美国专利号7,607,898所公开。因为汽化的流体比低温流体热，所以使用这种布置时，在暖端处没有将驱动装置固定在输送管通过的相同法兰上的问题。
然而，对于不使用与汽化器整合的低温泵的系统，存在对紧凑布置的需要，所述布置允许暖端带有固定在输送管通过的相同法兰上或靠近所述法兰固定的驱动装置。
发明内容
一种用于泵的改进法兰，其包括第一面和第二面以及从所述第一面向所述第二面延伸的用于输送管的通道。所述通道包括具有第一直径的第一部分和具有大于所述第一直径的第二直径的第二部分。当所述输送管具有小于所述第二直径的外径时，在所述输送管与所述输送管通过所述第二部分所处的所述通道之间形成间隙。所述输送管可以与通道的第一部分的内壁接触。所述泵可以是用于从固定有法兰的储存容器泵送低温流体的低温泵。
在优选实施方案中，所述间隙是环形。所述通道可以与所述第一面和所述第二面中的至少一个成斜角。在所述通道的所述第一部分与所述第一面的相交处形成第一开口，并且在所述通道的所述第二部分与所述第二面的相交处形成第二开口。优选的是，与所述第二开口相比，所述第一开口离驱动装置的固定位置的纵轴更远。所述第二开口可以位于由套管围绕的区域内，在安装时，所述泵被插入所述套管内。
一种用于泵的改进法兰组件包括工艺流体管和法兰。所述法兰包括第一面、第二面以及从第一面向第二面延伸的用于工艺流体管的通道。所述通道包括具有第一直径的第一部分和具有第二直径的第二部分，借以所述第二直径大于所述第一直径。当所述工艺流体管延伸通过所述通道时，在所述通道的所述第二部分的内壁与工艺流体管之间存在间隙。
在一个优选实施方案中，所述法兰包括孔，所述孔从所述第一面向所述第二面延伸并且具有等于所述第二直径的直径。所述法兰组件进一步包括环，所述环具有等于所述第一直径的内径。所述通道是通过将所述环插入所述孔中来形成。
所述工艺流体管可以被焊接至法兰。在一个优选实施方案中，所述法兰是圆盘形，但是在其它实施方案中可能是其它形状。所述通道可以与所述第一面和所述第二面中的至少一个成斜角。在所述通道的所述第一部分与所述第一面的相交处形成第一开口，并且在所述通道的所述第二部分与所述第二面的相交处形成第二开口。在一个优选实施方案中，与所述第二开口相比，所述第一开口离所述法兰的纵轴更远。
一种用于(a)连接至储存容器上的对应法兰上，(b)用于支撑泵组件并且(c)用于固定液压驱动装置的改进多功能法兰，其包括第一面、第二面以及从所述第一面向所述第二面延伸的用于输送管的通道。所述通道包括具有第一直径的第一部分和具有大于所述第一直径的第二直径的第二部分。当所述输送管具有小于所述第二直径的外径时，在所述输送管与所述输送管通过所述第二部分所述的所述通道之间形成间隙。所述输送管可以与所述通道的所述第一部分的内壁接触。在一个优选实施方案中，所述多功能法兰包括与所述液压驱动装置流体连通的至少一个液压流体通道。
附图说明
图1是低温泵的示意图。
图2是图1的泵插入套管中的双壁低温容器的横截面局部视图。
图3是图1的泵的暖端组件的简化横截面视图。
图4是根据第一实施方案的图1的泵的法兰的横截面视图。
图5是根据第二实施方案的图1的泵的法兰组件的横截面视图。
图6是图4的法兰组件的分解图。
图7和图8是图4的法兰组件的环的示意图。
图9是沿线8-8’截取的图8的环的横截面视图。
具体实施方式
参阅图1，展示出包括暖端组件20和冷端组件30的低温泵10。工艺流体管40(也称为输送管)通过暖端组件20中的法兰50输送从冷端组件30泵送的低温流体。管40与向另一个低温容器(当系统正在转移低温流体时，例如当装灌车辆的燃料箱时)或向外部汽化器(当低温流体以气体形式被终点使用者使用时，例如当低温流体是用于向内燃机加燃料来驱动车辆的天然气时)输送低温流体的外部管(未示出)连接。参阅图1和图3，展示了用于靠近法兰50固定的液压驱动装置的紧凑布置，液压流体通道60和70用于以引起活塞80产生往复运动的众所周知的方式向汽缸75内外输送液压流体。接头90和100将通道60和70连接至外部液压导管(未示出)。
现在参阅图3和图4，在法兰50中提供通道110，所述通道从面52中的开口125延伸至面54中的开口135。通道110包括第一部分120和第二部分130，它们在这个实施方案中是圆柱形的孔。第一部分120的直径小于第二部分130的直径。当工艺流体管40被组装到通道110中时，它与第一部分120的内壁145接触，但是在管与第二部分130的内壁150之间存在间隙140。在其它实施方案中，在管40与通道110的至少围绕管的外表面的一部分的第一部分120之间可以存在有限的空间。在本实施例中，间隙140是环形间隙。工艺流体管40是通过焊缝160紧固到法兰50上。取决于应用要求，在其它实施方案中可能采用机械布置或粘合剂将管40紧固到法兰50上，或可以采用其它已知技术。
因为管与法兰之间的接触面积减少，所以间隙140使工艺流体管40与法兰50之间的热阻升高。通常管40和法兰50均由金属制成，金属相比充满空气的间隙140是更好的热导体。间隙使低温流体流过管40引起的法兰50上的冷却作用降低，从而减少液压流体冻结的可能性并且减少暖端组件20周围的湿气的冷凝和霜/冰堆积。
通道110与面52和54均成斜角，以使得开口125比开口135离纵轴15更远。现在参阅图2，当低温泵10被安装在储存容器25中时，如图2所示，其大部分长度优选容纳在套管35中，从而使开口135位于套管内，在套管内所述泵不直接暴露于致冷剂空间中。储存容器25是包括外壁26和内壁27的双壁容器。在优选实施方案中，真空空间45提供在套管35与致冷剂空间55之间的额外热绝缘。通道110的斜角具有的优点是使管40与通道110的内壁145之间的接触面远离通道60和70以及汽缸75中的液压流体。这起到使管40中的液压流体和低温流体之间的热路径的热阻升高的作用。在其它实施方案中，与开口135相比，开口125可以位于距离轴15相同的距离或更近的位置。在一个优选实施方案中，工艺流体管40通过焊封160紧固到法兰50上，以使得套管35与泵10之间的气体燃料蒸气不会逃逸到外部环境。与开口135相比，优选管40在开口125焊接到法兰50上，开口135倾向于使管40和汽缸75与通道70之间的热传递增加。
现在参阅图5至图9，展示出另一个实施方案，其中与前一个实施方案的相同部分具有相同参考数字并且即使有的话可能也不会详细讨论。法兰50包括从面52向面54延伸的孔200。环210通常呈中空圆柱形管的形式，其被插入孔200中从而形成通道110以及第一120和第二部分130。环210可以用多种方式紧固到法兰50上。作为非限制性实施例，环210可以被压入孔200中或过盈配合到孔200中，滑动配合到孔中并且通过粘合剂或焊接来紧固，通过这些技术的组合或通过其它已知技术将各部分机械地紧固在一起。
虽然已经展示和描述了本发明的具体元件、实施方案和应用，但是应理解，本发明不限于所述的具体元件、实施方案和应用，因为在不脱离本公开的范围、尤其是依据前述教导的情况下，本领域技术人员可以进行修改。

Claims (13)

1.一种用于泵的法兰，其包括：
第一面；
第二面；
用于输送管的通道，其从所述第一面向所述第二面延伸，所述通道包括具有第一直径的第一部分和具有大于所述第一直径的第二直径的第二部分；
其中当所述输送管具有小于所述第二直径的外径时，借以在所述输送管与所述输送管通过所述第二部分所处的所述通道之间形成间隙；
其中，所述通道与所述第一面和所述第二面中的至少一个成斜角；
其中所述泵是用于从固定有所述法兰的储存容器泵送低温流体的低温泵。
2.如权利要求1所述的法兰，其中所述输送管与所述通道的所述第一部分的内壁接触。
3.如权利要求1所述的法兰，其中所述间隙是环形。
4.如权利要求1所述的法兰，其中在所述通道的所述第一部分与所述第一面的相交处形成第一开口，并且在所述通道的所述第二部分与所述第二面的相交处形成第二开口，与所述第二开口相比，所述第一开口离驱动装置的固定位置的纵轴更远。
5.如权利要求4所述的法兰，其中所述第二开口位于由套管围绕的区域内，在安装时，所述泵被插入所述套管内。
6.一种用于泵的法兰组件，其包括：
工艺流体管；
法兰，其包括：
第一面；
第二面；
用于所述工艺流体管的通道，其从所述第一面向所述第二面延伸，所述通道包括具有第一直径的第一部分和具有第二直径的第二部分，借以所述第二直径大于所述第一直径；
其中当所述工艺流体管延伸通过所述通道时，在所述通道的所述第二部分的内壁与所述工艺流体管之间存在间隙；
其中，所述通道与所述第一面和所述第二面中的至少一个成斜角；
其中所述泵是用于从固定有所述法兰的储存容器泵送低温流体的低温泵。
7.如权利要求6所述的法兰组件，其中所述法兰包括孔，所述孔从所述第一面向所述第二面延伸并且包括等于所述第二直径的直径，所述法兰组件进一步包括环，所述环包括等于所述第一直径的内径，所述通道通过将所述环插入所述孔中来形成。
8.如权利要求6所述的法兰组件，其中所述工艺流体管被焊接在所述法兰上。
9.如权利要求6所述的法兰组件，其中所述法兰是圆盘形。
10.如权利要求6所述的法兰组件，其中所述间隙是环形。
11.如权利要求6所述的法兰组件，其中在所述通道的所述第一部分与所述第一面的相交处形成第一开口，并且在所述通道的所述第二部分与所述第二面的相交处形成第二开口，与所述第二开口相比，所述第一开口离所述法兰的纵轴更远。
12.一种用于(a)连接至储存容器上的对应法兰，(b)用于支撑泵组件并且(c)用于固定液压驱动装置的多功能法兰，所述多功能法兰包括：
第一面；
第二面；
用于输送管的通道，其从所述第一面向所述第二面延伸，所述通道包括具有第一直径的第一部分和具有大于所述第一直径的第二直径的第二部分；
其中当所述输送管具有小于所述第二直径的外径时，借以在所述输送管与所述输送管通过所述第二部分所处的所述通道之间形成间隙；
其中，所述通道与所述第一面和所述第二面中的至少一个成斜角。
13.如权利要求12所述的多功能法兰，其包括与所述液压驱动装置流体连通的至少一个液压流体通道。
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